内容正文:
第一章 集合、常用逻辑用语、充分条件与必要条件
第一节 集 合
无穷集合是现代数学的基础,本节内容是为将来学习无穷集合建立概念.在高考中,需要握的集合知识如下表所示:
类别
类别说明
举例
备注
概念
把研究对象统称为元素,把一些元素组成的总体叫做集合. 集合通常用大写拉丁字母A,B,C,…表示,元素通常用小写拉丁字母a,b,c,…表示. 如果a是集合A的元素,就说a属于集合A,记作a∈A;如果a不是集合A中的元素,就说a不属于集合A,记作a∉A
π∉{有理数}
∈{无理数}
集合中的元素有三个特征:确定性、互异性、无序性
表示
方法
列举法
把集合的元素一一列举出来,并用花括号“{ }”括起来表示集合
{2,5, 7, 8, 10}
全体自然数、整数、有理数、实数的集合分别用大写字母N、Z、Q、R表示,正整数集用N*(或N+)表示
描述法
用集合所含元素的共同特征表示集合
{x|x+2<6}
集合间的关系
子集
如果集合A中任意一个元素都是集合B中的元素,则称A为B的子集
记作
A⊆B(或B⊇A)
{1,4}⊆{0,1,2,4}和{1,4}{0,1,2,4}均成立;
但{1,4}⊆{1,4}成立,{1,4}{1,4}不成立
①如果一个集合有n个元素,则这个集合的子集有2n个,真子集有(2n-1)个
②不含任何元素的集合叫做空集,记作∅. 空集是任何集合的子集,是任何非空集合的真子集
③“∈”和“∉”只能用于元素与集合之间的关系;“⊆”和“”只能用于集合与集合之间的关系
读作
A包含于B
(或B包含A)
真子集
A为B的子集,但集合B中至少有一个元素不是A中的元素
记作
AB
(或BA)
读作
A真包含于B(或B真包含A)
相等
集合A与集合B中的所有元素都相同
如果A⊆B且B⊆A,则A=B
集合的运算
交集
由既属于集合A又属于集合B的所有元素组成的集合
记作
A∩B
{2,4,7,8}∩{1,4,8,5}={4,8}
—
读作
A交B
并集
由所有属于集合A或属于集合B的元素组成的集合
记作
A∪B
{2,9}∪{1,4,5}={1,2,4,5,9}
读作
A并B
分配律
A∩(B∪C)=(A∩B)∪(A∩C)
{x|x>1}∩ ({x|-1<x<2}∪{x|x>3})={x|1<x<2}∪{x|x>3}
解不等式组时常用
补集
全集U中不属于集合A的所有元素组成的集合称为集合A相对于全集U的补集
记作
∁UA
U={x∈N|1<x<10},A={2,7, 8,9},∁UA={3, 4,5,6}
同一集合在不同全集中的补集是不同的
读作
A在U中的补集,简称A的补集
例1 已知全集U={x|-5≤x≤3},A={x|-5≤x<-1},B={x|-2≤x<1}.
求:(1)∁U(A∩B);(2)∁U(A∪B);(3)(∁UA)∩(∁UB);(4)(∁UA)∪(∁UB).
(1)A∩B={x|-2≤x<-1},故∁U(A∩B)={x|-5≤x<-2}∪{x|-1≤x≤3}={x|-5≤x<-2或-1≤x≤3}.
(2)A∪B={x|-5≤x<1},故∁U(A∪B)={x|1≤x≤3}.
(3)∁UA={x|-1≤x≤3},∁UB={x|-5≤x<-2或1≤x≤3},故(∁UA)∩(∁UB)={x|1≤x≤3}.
(4)由(3),(∁UA)∪(∁UB)={x|-5≤x<-2}∪{x|-1≤x≤3}={x|-5≤x<-2或-1≤x≤3}.
例2 已知集合A={x|-2≤x≤5},B={x|m-4<x≤2m+3},若A⊆B, 求实数m的取值范围.
依题意,A为B的子集,于是必有解得1≤m<2.
例3 (1)已知U=R,集合A=,集合B={y|y=x2},求∁UA ∪∁UB;
(2)已知集合A={(x,y)|x+2y=1},集合B={(x,y)|y=x},求A∩B.
(1)∵集合A表示函数y=的定义域,集合B表示函数y=x2的值域,∴A={x|x≠0},B={y|y≥0}.于是 ∁UA={x|x=0},∁UB={y|y<0},故∁UA∪∁UB={x|x≤0}.
(2)∵集合A表示直线x+2y=1上的点的集合,集合B表示直线y=x上的点的集合,∴A∩B表示两条直线的交点,将两个直线方程联立解得x=,y=,于是A∩B=.
【提示】 在集合中,竖线前面的部分(一般就是一个字母)是元素符号,元素的类别由元素符号确定.
在(1)中,集合A的竖线前面是字母x,竖线后面是等式y=,所以该集合表示等式y=中x能取到的所有值,即函数y=的定义域. 与之类似,集合B竖线前面是字母y,它表示的是函数y=x2的值域. 一个集合的内容由集合的元素决定,与元素符号无关,∴∁UA 和∁UB本质上都是数集,它们既能取并集又能取交集,不能因为它们元素符号不同就认为它们之间不能进行集合的运算,更不能认为它们的交集是空集.
在(2)中,竖线前面都是点的坐标,所以集合A和集合B分别表示对应直线上的点的集合.A∩B就表示两条直线的交点坐标.
1.(2023全国乙卷)设全集U=,集合M=,N=,则M∪∁UN=( A )
A. B.
C. D.U
2. 设集合A={x|x>3},B={x|1<x<4},则A∩B=( B )
A.{x|1<x<4} B.{x|3<x<4}
C.{x|1<x<3} D.{x|x<4}
3.(2024北京卷)已知集合M={x},N={x},则M∪N=( C )
A.{x} B.{x}
C.{x} D.{x}
4. 已知集合A={2,1,3,4,6},集合B={-2,1,4,6,9},则A∩B的真子集个数为( B )
A.6 B.7
C.8 D.9
5. 下列五个关系式中正确的有( B )
①0{0} ②0∈{0} ③0⊆{0} ④∅∈{0} ⑤∅{0}
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
6. 已知集合A=,B=,则A∪B等于( C )
A.{x|x>0} B.{x|x=0}
C.{x|x≠0} D.∅
7. 已知集合A={x|-2x>a},B={x|-1<x<4},且A∪(∁RB)=R,则实数a的取值范围是( A )
A.a≤-8 B.a<-8
C.a≥8 D.a>8
8.(2023新高考Ⅰ卷)设集合A=,B=,若A⊆B,
则a=( B )
A.2 B.1
C. D.-1
9. 已知集合A={y=2x+1},B=,则A∩B等于( A )
A.{(-2,-3)} B.{-2,-3}
C.{x|-3≤x≤-2} D.∅
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